(57)【要約】【課題】  燃焼温度が低く、燃焼速度が高いガス発生剤組成物の提供。【解決手段】  燃料及び酸化剤を含有し、必要に応じてバインダー及び添加剤を含有しており、前記燃料としてグリシン又はその誘導体から選ばれる１種又は２種以上を含有しているガス発生剤組成物。燃料がグリシン、酸化剤が塩基性硝酸銅、バインダがカルボキシメチルセルロース又はその塩の組み合わせが好ましい。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料及び酸化剤を含有し、必要に応じてバインダ及び添加剤を含有しており、前記燃料としてグリシン又はその誘導体から選ばれる１種又は２種以上を含有しているガス発生剤組成物。
【請求項２】
グリシン誘導体が、グリシルグリシン、無水グリシン、グリシン無水物、グリシン金属塩、グリシン配位金属錯体塩、アラニン、イミノジ酢酸、クレアチン又はクレアチニンである請求項１又は２記載のガス発生剤組成物。
【請求項３】
酸化剤が、塩基性硝酸銅、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸ストロンチウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カリウム、過塩素酸ストロンチウムから選ばれる１種又は２種以上の無機酸化物である請求項１又は２記載のガス発生剤組成物。
【請求項４】
バインダが水溶性セルロース系化合物である請求項１〜３のいずれかに記載のガス発生剤組成物。
【請求項５】
燃料がグリシン、酸化剤が塩基性硝酸銅、バインダがカルボキシメチルセルロース又はその塩である請求項１〜４のいずれかに記載のガス発生剤組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアバッグ用ガス発生器に使用するガス発生剤組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
エアバッグ用ガス発生器に使用されるガス発生剤は、一般には燃料、酸化剤、バインダー、各種添加剤からなっており、最近では、有害なガスを発生するアジ化化合物を燃料とするガス発生剤に代えて、より安全性の高い、非アジ化化合物を燃料とするガス発生剤が使用されている。
【０００３】
エアバッグ用ガス発生器に使用されるガス発生剤には、自動車の衝突時において、設計どおりにエアバッグを膨張させて乗員の安全を確保するため、有害ガスを発生させないことに加えて、例えば、下記の３つの要件を満たすことが要望されている。
【０００４】
（ａ）エアバッグの熱損傷を抑制するため、燃焼温度を低くすること
（ｂ）エアバッグ内に燃焼残渣が混入して、エアバッグを損傷させることを防止するため、燃焼残渣の量が少ないこと
（ｃ）エアバッグを所定時間（通常は、数十ミリ秒程度）内に膨張展開させるため、ガス発生剤の燃焼速度が高いこと
特許文献１には、低残渣ガス発生剤組成物として、５−ニトロウラシル等及び塩基性硝酸銅からなるものが開示され、特許文献２には、燃焼温度が２１００Ｋ°以下のガス発生剤組成物として、バインダ／燃料／酸化剤からなる組成物が開示されている。
【特許文献１】ＵＳ２００３／０９４２２５Ａ１
【特許文献２】ＵＳ２００３／１４５９２１Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
要件（ａ）において、火薬であるガス発生剤の燃焼性を好適に維持するため、燃焼温度を高くした場合には、エアバッグの熱損傷を抑制するため、ガス発生器中に多量の冷却材を組み込む必要がある。
【０００６】
要件（ｂ）において、燃焼残渣量が多い場合には、燃焼残渣がエアバッグ内に放出されることを抑制するため、上記と同様にガス発生器中に多量の冷却材を組み込む必要がある。
【０００７】
要件（ｃ）において、燃焼速度が低すぎる場合には、エアバッグを所定時間内に膨張できないおそれがある。
【０００８】
しかし、要件（ａ）を満たすため、ガス発生剤の燃焼温度を低下させると、燃焼速度も低下するため、要件（ｃ）を満たすことができなくなる。更に、要件（ａ）を満たしたとしても、要件（ｂ）を満たさない限り、冷却材を減量化することができない。
【０００９】
本発明は、燃焼時おける有害ガスの発生を抑制すると共に、要件（ａ）〜（ｃ）の全てを満たすことができるガス発生剤組成物を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は課題の解決手段として、燃料及び酸化剤を含有し、必要に応じてバインダ及び添加剤を含有しており、前記燃料としてグリシン又はその誘導体から選ばれる１種又は２種以上を含有しているガス発生剤組成物を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のガス発生剤組成物は、燃焼時における有害ガスの発生を抑制することができる。更に本発明のガス発生剤組成物は、上記した要件（ａ）〜（ｃ）の全てを満たすことができるため、ガス発生剤に組み込む冷却材を減量化することでガス発生器自体を軽量化することができるほか、エアバッグの損傷が防止されるので、作動時における安全性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明のガス発生剤組成物で用いる燃料は、グリシン又はその誘導体から選ばれる１種又は２種以上を含有するものであり、必要に応じてグリシン又はその誘導体以外の燃料成分を併用することができる。
【００１３】
グリシン誘導体としては、グリシルグリシン、無水グリシン、グリシン無水物、グリシン金属塩、グリシン配位金属錯体塩、アラニン、イミノジ酢酸、クレアチン又はクレアチニン等を挙げることができる。
【００１４】
燃料として、グリシン又はその誘導体と他の燃料成分を併用するときは、燃料中のグリシン又はその誘導体の含有割合は、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは７０質量％以上、更に好ましくは８０質量％以上であり、グリシン又はその誘導体のみとする（但し、この場合でも、不純物として、又は効果に全く影響を与えない程度のごく少量の他の燃料成分を含むことは許容される。）ことが特に好ましい。
【００１５】
他の燃料成分としては、５−アミノテトラゾール等のテトラゾール誘導体、ビテトラゾールジアンモニウム塩等のビテトラゾール誘導体、４−アミノトリアゾール等のトリアゾール誘導体、ジシアンジアミド、ニトログアニジン、硝酸グアニジン等のグアニジン誘導体、トリヒドラジノトリアジン等のトリアジン誘導体、オキサミド、シュウ酸アンモニウム、アゾジカルボンアミド、ヒドラゾジカルボンアミド等から選ばれる１種又は２種以上の含窒素化合物を挙げることができる。
【００１６】
本発明のガス発生剤組成物で用いる酸化剤は無機酸化物が好ましく、無機酸化物としては、塩基性硝酸銅、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸ストロンチウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カリウム、過塩素酸ストロンチウムから選ばれる１種又は２種以上を挙げることができる。
【００１７】
本発明のガス発生剤組成物では、必要に応じてバインダを配合することができる。バインダとしては、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（ＣＭＣＮａ）、カルボキシメチルセルロースカリウム塩、カルボキシメチルセルロースアンモニウム塩、酢酸セルロース、セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ）、メチルセルロース（ＭＣ）、エチルセルロース（ＥＣ）、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、エチルヒドロキシエチルセルロース（ＥＨＥＣ）、ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）、カルボキシメチルエチルセルロース（ＣＭＥＣ）、微結晶性セルロース、ポリアクリルアミド、ポリアクリルアミドのアミノ化物、ポリアクリルヒドラジド、アクリルアミド・アクリル酸金属塩共重合体、ポリアクリルアミド・ポリアクリル酸エステル化合物の共重合体、ポリビニルアルコール、アクリルゴム、グアガム、デンプン、シリコーンから選ばれる１種又は２種以上を挙げることができる。
【００１８】
これらの中でも、バインダの粘着性能、価格、着火性等を考えると、水溶性セルロース系化合物が好ましく、特にカルボキシメチルセルロースナトリウム塩（ＣＭＣＮａ）が好ましい。
【００１９】
本発明のガス発生剤組成物では、必要に応じて、公知のガス発生剤に配合される各種添加剤を配合することができる。添加剤としては、酸化銅、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化モリブデン、酸化ニッケル、酸化ビスマス、シリカ、アルミナ等の金属酸化物；炭酸コバルト、炭酸カルシウム、塩基性炭酸亜鉛、塩基性炭酸銅等の金属炭酸塩又は塩基性金属炭酸塩；酸性白土、カオリン、タルク、ベントナイト、ケイソウ土、ヒドロタルサイト等の金属酸化物又は水酸化物の複合化合物；ケイ酸ナトリウム、マイカモリブデン酸塩、モリブデン酸コバルト、モリブデン酸アンモニウム等の金属酸塩；二硫化モリブデン、ステアリン酸カルシウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素から選ばれる１種又は２種以上を用いることができる。
【００２０】
本発明のガス発生剤組成物における各成分の含有割合は、以下の範囲から選択することができる。
【００２１】
燃料は、ガス発生剤組成物中において、好ましくは１〜５０質量％、より好ましくは５〜４０質量％、更に好ましくは１０〜３０質量％である。
【００２２】
酸化剤は、ガス発生剤組成物中において、好ましくは２０〜９９質量％、より好ましくは４０〜９５質量％、更に好ましくは６０〜９０質量％である。
【００２３】
バインダを配合するときは、ガス発生剤組成物中において、好ましくは０．１〜３０質量％、より好ましくは０．５〜２０質量％、更に好ましくは３〜１０質量％である。
【００２４】
その他、必要に応じて添加剤を配合するときは、添加剤の種類により異なるが、燃料、酸化剤、バインダの合計１００質量部に対して０．０１〜２０質量部配合することができる。
【００２５】
本発明のガス発生剤組成物は、本発明の課題を解決する上で、燃料がグリシン、酸化剤が塩基性硝酸銅、バインダーがカルボキシメチルセルロース又はその塩（特にＣＭＣＮａ）の組み合わせが特に好ましい。
【００２６】
本発明のガス発生剤組成物は、単孔円柱状、多孔円柱状又はペレット状等の所望の成型体にすることができる。これらの成型体は、ガス発生剤に水又は有機溶媒を添加混合し、押出成型する方法（単孔円柱状、多孔円柱状の成型体）又は打錠機等を用いて圧縮成型する方法（ペレット状の成型体）により製造することができるほか、特開２００１−３４２０９１号公報に記載された方法も適用できる。
【００２７】
本発明のガス発生剤組成物は、例えば、各種乗り物の運転席のエアバック用インフレータ（ガス発生器）、助手席のエアバック用インフレータ、サイドエアバック用インフレータ、インフレータブルカーテン用インフレータ、ニーボルスター用インフレータ、インフレータブルシートベルト用インフレータ、チューブラーシステム用インフレータ、プリテンショナー用インフレータに適用できる。
【００２８】
本発明のガス発生剤組成物は、インフレータ（ガス発生器）用のガス発生剤組成物として使用することができるほか、雷管やスクイブのエネルギーをガス発生剤組成物に伝えるためのエンハンサ剤（又はブースター）等と呼ばれる着火剤として使用することもできる。
【実施例】
【００２９】
実施例及び比較例における測定方法を示す。なお、以下において、「部」は「質量部」の意味する。
【００３０】
（１）円柱状ストランドの調製法
実施例及び比較例の組成物（成型用の混合粉。表１のとおり。）の粉体を所定の金型の臼側に充填し、杵側端面より油圧ポンプで、圧力１４．７ＭＰａにて５秒間圧縮保持させた後に取り出し、外径９．５５ｍｍ、長さ１２．７０ｍｍの円柱状ストランドに成型した。この円柱状ストランドの側面にエポキシ樹脂系化学反応型接着剤（コニシ（株）製の「ボンドクイック30」）を塗布後、１１０℃で１６時間、熱硬化させ、側面から着火せず、端面のみから着火燃焼する（単面移動燃焼する）ようにしたものをサンプルとした。
【００３１】
（２）燃焼速度の測定方法
サンプルとなる円柱状ストランドを内容積１ＬのＳＵＳ製密閉ボンブ内に設置して、ボンブ内を完全に窒素置換しながら、７ＭＰａにまで加圧安定させた。その後、ストランド端面に接触させたニクロム線に所定の電流を流し、その溶断エネルギーにより着火、燃焼させた。ボンブ内の経時圧力挙動は、記録計のチャートにて確認し、燃焼開始から圧力上昇ピークまでの経過時間をチャートの目盛りから確認し、燃焼前のストランド長さをこの経過時間で除して算出した数値を燃焼速度とした。
【００３２】
（３）ガス濃度の測定方法
サンプルとなる円柱状ストランド（質量２．００ｇ）を内容積１ＬのＳＵＳ製密閉ボンブ内に設置して、ボンブ内を完全に窒素置換しながら、７ＭＰａにまで加圧安定させた。その後、ストランド端面に接触させたニクロム線に所定の電流を流し、その溶断エネルギーにより着火、燃焼させた。６０秒間待機し、ボンブ内のガスが均一になってから、所定の栓付きテドラーバッグの開栓部をボンブガス排出部に連結し、ボンブ内の燃焼ガスを移入させることでサンプリングし、ガステック（株）製の探知器GV-100Sを用いて、ガステック気体検知管（ＮＯ２及びＮＯ検知用：No．10，ＮＨ３検知用：No．3L，ＣＯ検知用：No．1L）により、ＮＯ２、ＮＯ、ＮＨ３、ＣＯ濃度を測定した。
【００３３】
（４）回収残渣質量
上記の「（３）ガス濃度の測定法」試験の終了後、ボンブの内部状態を目視で観察する共に、内部の残渣を回収し、１１０℃で１６時間乾燥させた後の質量を測定した。
【００３４】
実施例１
グリシン１４．８部、塩基性硝酸銅８５．２部を３００μｍの網目のＳＵＳ製篩に２回擦り通して粒を揃え、混合して本発明の組成物を得た。測定結果を表１に示す。
【００３５】
実施例２
グリシン２１．６９部、塩基性硝酸銅７３．３１部、ＣＭＣＮａ５部を３００μｍの網目のＳＵＳ製篩に２回擦り通して粒を揃えて混合粉を得た。この混合粉１００部にイオン交換水２０部を添加し、十分に混合した後、１１０℃で１時間乾燥させて、本発明の組成物を得た。測定結果を表１に示す。
【００３６】
比較例１、２
表１に示す成分を用い、それぞれ実施例１、２と同様にして組成物を得た。測定結果を表１に示す。
【００３７】
実施例３〜７
表１に示す成分を用い、ＣＭＣＮａを用いない例は実施例１と同様にして、ＣＭＣＮａを用いた例は実施例２と同様にして、本発明の組成物を得た。測定結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】
2005336042.tif 000002
【００３９】
上記したとおり、実施例の組成物は、燃焼時における有害ガスの発生量が抑制されていた。また、「（３）ガス濃度の測定試験」の終了後、ボンブの内部状態を目視で観察したところ、次のような状態であった。
【００４０】
実施例１では、ほぼ円柱状の金属銅塊１個のみが、極めて良好にスラグ形成された残渣として確認され、実施例２においてもほぼ円柱状の金属銅塊１個のみが確認された。更に実施例４、６では、円柱状の金属銅塊１個のみが、極めて良好にスラグ形成された残渣として確認された。
【００４１】
比較例１では、無数の微粒金属銅として飛散した残渣が確認された。このような微粒金属銅の飛散は、エアバッグの膨張展開時にエアバッグを損傷させるおそれがある。比較例２では、１ｍｍ前後の数個の粒状金属銅として飛散した残渣が確認された。このような粒状金属銅の飛散は、エアバッグの膨張展開時にエアバッグを損傷させるおそれがある。
【００４２】
このように実施例の組成物は、燃焼ガスの安全性が高く、スラグ形成能が良いほか、燃焼温度は低くなっているが、燃焼速度は十分な高さを有していた。